CN214868619U - 水车式多工位组合加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水车式多工位组合加工机床，属于金属切削加工技术领域，至少包括：机架；主轴，沿水平方向延伸，可转动地安装在机架上；主轴驱动部件，用于驱动主轴转动；工作台，其中心固定安装在主轴上；第一动力头组，固定安装在机架上，设置在工作台的一侧，具有至少一个与主轴平行的动力头；第二动力头组，固定安装在机架上，设置在工作台的另一侧，具有至少一个与主轴平行的动力头；以及第三动力头组，固定安装在机架上，沿工作台的周沿分布，具有至少一个与朝向工作台中心延伸的动力头，其中，机架的一侧面设有与工作台的周沿相对的进出料窗，工作台的周沿均布有多个夹具，用于夹持待加工的毛坯。

Description

水车式多工位组合加工机床

技术领域

本发明属于金属切削加工技术领域，具体涉及一种水车式多工位组合加工机床。

背景技术

多方向形状的成品工件，多个三通阀类、接头类的产品，例如角阀、球阀、闸阀、截止阀等，广泛应用在管道连接上。这种多方向形状的成品工件的材料可以为铜、铁、铝、锌合金、钢等。

在加工多方向形状的成品工件时，需要从金属毛坯的多个方向进行加工，加工工程可能包括钻孔、搪孔、螺纹加工以及拉槽。

使用现有技术的机床加工多方向形状的成品工件，无法满足一次完成加工，从而需要通过两台或更多的机床才能完成，加工效率较低，同时所花人工及设备成本也较多。并且，在加工过程中，更换机床需要再次进行装夹，这种情况下很容易产生加工误差，影响成品工件的精度，严重的可能造成废品率增加。

发明内容

为解决上述问题，提供一种水车式多工位组合加工机床，可以一次完成多方向形状的成品工件的加工，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种水车式多工位组合加工机床，用于一次性将多方向形状的金属毛坯加工成所需的成品工件，其特征在于，至少包括：机架；主轴，沿水平方向延伸，可转动地安装在机架上；主轴驱动部件，用于驱动主轴转动；工作台，其中心固定安装在主轴上；第一动力头组，固定安装在机架上，设置在工作台的一侧，具有至少一个与主轴平行的动力头；第二动力头组，固定安装在机架上，设置在工作台的另一侧，具有至少一个与主轴平行的动力头；以及第三动力头组，固定安装在机架上，沿工作台的周沿分布，具有至少一个与朝向工作台中心延伸的动力头，其中，机架的一侧面设有与工作台的周沿相对的进出料窗，工作台的周沿均布有多个夹具，用于夹持待加工的金属毛坯。

本发明提供的水车式多工位组合加工机床，还可以具有这样的特征，其中，第一动力头组包含一个至七个动力头，第二动力头组包含一个至七个动力头，第三动力头组包含一个至六个动力头，动力头为单方向移动加工动力头或多方向移动加工动力头。

本发明提供的水车式多工位组合加工机床，还可以具有这样的特征，其中，单方向移动加工动力头上安装的刀具仅沿单方向移动加工动力头的轴向进行移动，多方向移动加工动力头上安装的刀具沿多方向移动加工动力头的轴向和径向进行移动。

本发明提供的水车式多工位组合加工机床，还可以具有这样的特征，其中，单方向移动加工动力头用于对金属毛坯进行钻孔、搪孔、车削、攻螺纹、铣面，多方向移动加工动力头用于对金属毛坯进行钻孔、搪孔、车削、攻螺纹、铣面、拉槽以及车螺纹。

本发明提供的水车式多工位组合加工机床，还可以具有这样的特征，其中，机架上与主轴相对的位置处还固定安装有油路保护套，该油路保护套呈圆筒状，工作台可相对于油路保护套进行转动，机架上与工作台的两个工作台面相对应的第一安装侧部以及第二安装侧部，第一安装侧部具有主轴安装孔，主轴穿过主轴安装孔延伸至机架内，第二安装侧部具有油路保护套安装孔，油路保护套固定安装在油路保护套安装孔中。

本发明提供的水车式多工位组合加工机床，还可以具有这样的特征，其中，待加工的成品工件为PPR球阀，具有与金属毛坯的多方向相对应的第一通道部、第二通道部以及第三通道部，第一通道部的端面具有倒角、第一通道内壁以及环绕第一通道内壁的环形槽，第一通道部的外圆周面具有外螺纹，第二通道部与第一通道部连通并且与第一通道部轴线平行，具有与从第二通道部的端面向成品工件的内部逐渐减小的内径相匹配的多道台阶式形状的第二通道内壁，第二通道部靠近其自身端面的一侧内壁上具有内螺纹，第三通道部与第二通道部连通并且其轴线与第二通道部的轴线垂直，具有与从第三通道部的端面向成品工件的内部逐渐增大的内径相匹配的多道台阶式形状的第三通道内壁，工作台的中心到机架具有进出料窗的一侧面的垂线为基准线，动力头组件包括：第一单方向移动加工动力头、第二单方向移动加工动力头以及第一多方向移动加工动力头，安装在对应的第一安装孔中，第一单方向移动加工动力头、第二单方向移动加工动力头以及第一多方向移动加工动力头到主轴之间的连线与基准线之间沿主轴转动方向的夹角依次为0°、135°、225°，用于对金属毛坯进行加工分别形成第一通道部的倒角、第一通道内壁、环形槽以及外螺纹，第三单方向移动加工动力头、第四单方向移动加工动力头以及第二多方向移动加工动力头，安装在对应的第二安装孔中，第三单方向移动加工动力头、第四单方向移动加工动力头以及第二多方向移动加工动力头到主轴之间的连线与基准线之间沿主轴转动方向的夹角依次为45°、90°、225°，用于对金属毛坯进行加工分别形成第二通道部的第二通道内壁以及内螺纹，第五单方向移动加工动力头、第六单方向移动加工动力头以及第三多方向移动加工动力头，安装在对应的第三安装孔中，第五单方向移动加工动力头、第六单方向移动加工动力头以及第三多方向移动加工动力头到主轴之间的连线与基准线之间沿主轴转动方向的夹角依次为45°、270°以及 315°，用于对金属毛坯进行加工分别形成第三通道部的第三通道内壁。

本发明提供的水车式多工位组合加工机床，还可以具有这样的特征，其中，机架上与进出料窗相对的一侧面上设有操作调试窗。

本发明提供的水车式多工位组合加工机床，还可以具有这样的特征，还包括：排屑机构，用于收集动力头对金属毛坯进行加工的过程中产生的金属屑，排屑机构具有螺杆、螺杆驱动部件以及排屑机，机架底部具有与转轴相平行的排屑槽，该排屑槽位于工作台的下方，螺杆具有螺旋叶片，设置在排屑槽中，沿平行于转轴的方向延伸，螺杆驱动部件连接在螺杆的端部，用于驱动螺杆进行转动，排屑机设置在机架的一侧，具有与排屑槽的端口相连通的收集口，用于收集金属屑。

发明作用与效果

根据本发明的水车式多工位组合加工机床，在工作台的左侧、右侧以及环绕工作台的方向上均设有多个动力头，可以在一台机床完成对多方向形状的成品工件所有加工工序，例如本实施例中将金属毛坯经过一次装夹即可加工成PPR球阀体，不需要额外的加工设备，减少了加工设备和人力成本。在加工过程中，仅通过夹具进行一次装夹，不会受到二次装夹所导致的加工误差影响，保证了加工的精度，提高了产品的合格率。

附图说明

图1是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床的立体结构示意图；

图2是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床的剖视图；

图3是本发明实施例中机架的左视图；

图4是本发明实施例中机架的右视图；

图5是本发明实施例中机架的剖视图；

图6是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床(不含排屑机构)的主视图；

图7是本发明实施例中主轴、工作台以及油路保护套的立体结构示意图；

图8是本发明实施例中主轴、工作台以及油路保护套的剖视图；

图9是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床(不含排屑机构)的左视图；

图10是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床(不含排屑机构)的右视图；

图11是本发明实施例中金属毛坯的示意图；

图12是本发明实施例中金属毛坯在第二工位完成加工后的示意图；

图13是本发明实施例中金属毛坯在第三工位完成加工后的示意图；

图14是本发明实施例中金属毛坯在第四工位完成加工后的示意图；

图15是本发明实施例中金属毛坯在第五工位完成加工后的示意图；

图16是本发明实施例中金属毛坯在第六工位完成加工后的示意图；

图17是本发明实施例中金属毛坯在第七工位完成加工后的示意图；

图18是本发明实施例中金属毛坯在第八工位完成加工后的示意图；

图19是本发明实施例中机床加工金属毛坯的动作工艺流程图；

图20是本发明实施例中单方向移动加工动力头的立体结构示意图；

图21是本发明实施例中多方向移动加工动力头的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例来说明本发明的具体实施方式。

<实施例>

水车式多工位组合加工机床为具有立式圆盘工作台的机床，该立式圆盘工作台绕中间水平轴进行水车式360°立式定位旋转。

图1是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床的立体结构示意图。图2是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床的剖视图。

如图1和图2所示，本实施例提供一种水车式多工位组合加工机床1，用于一次性将多方向延伸形状的金属毛坯加工成成品工件。本实施例中，该成品工件为PPR球阀体。机床1具有机架10、转动机构20、支撑机构30、第一动力头组40、第二动力头组50、第三动力头组60以及排屑机构70。

第一动力头组40、第二动力头组50、第三动力头组60中分别包含多个动力头，该动力头为单方向移动加工动力头或多方向移动加工动力头。

图3是本发明实施例中机架的左视图。图4是本发明实施例中机架的右视图。

如图3和图4所示，机架10呈长立方体状，具有四个侧面。四个侧面中包含相对的两个侧面，分别为第一安装侧部11以及第二安装侧部12。与第一安装侧部11以及第二安装侧部12相邻的一侧面上设有进出料窗13，与第一安装侧部11以及第二安装侧部12相邻的另一侧面上设有操作调试窗14，也就是说，进出料窗13与操作调试窗14相对设置。

机架10的四个侧面、顶部以及底部相配合形成加工腔室15。

第一安装侧部11靠近其自身中央的位置处设有工作台主轴安装孔111，第二安装侧部 12上与工作台主轴安装孔111相对应的位置处设有油路保护套安装孔121。工作台主轴安装孔111的轴线与油路保护套安装孔121的轴线重合。

第一安装侧部11上还设有环绕工作台主轴安装孔111的七个第一安装孔112，用于安装第一动力头组40中的动力头。除了最靠近进出料窗13的两个第一安装孔112以外，其余任意相邻的两个第一安装孔112到工作台主轴安装孔111的轴线之间的夹角均为45°。也就是说，图3中工作台主轴安装孔111的左方、左上方、左下方、上方、下方、右上方、右下方均设有第一安装孔112。

第二安装侧部12上还设有环绕油路保护套安装孔121的六个第二安装孔122，用于安装第二动力头组50中的动力头。除了最靠近进出料窗13的两个第二安装孔122以及最靠近机架10的顶部的两个第二安装孔122以外，其余任意相邻的两个第二安装孔122到油路保护套安装孔121之间的夹角均为45°。也就是说，图4中油路保护套安装孔121的左上方、左下方、下方、右上方、右下方、右方均设有第二安装孔122。

在分别位于油路保护套安装孔121的左上方和右上方的两个第二安装孔122之间还设有一个窗口123。

第一安装侧部11以及第二安装侧部12上靠近机架10的底面的位置处还分别设有对应的第一螺杆安装孔113以及第二螺杆安装孔124。第一螺杆安装孔113以及第二螺杆安装孔 124的轴线与工作台主轴安装孔111的轴向平行，并且第一螺杆安装孔113位于工作台主轴安装孔111的正下方，第二螺杆安装孔124位于油路保护套安装孔121的正下方。

图5是本发明实施例中机架的剖视图。

如图5所示，工作台主轴安装孔111的轴线到进出料窗13所在的机架10的侧面之间的垂线为基准线X。机架10的顶部设有三个第三安装孔153，机架10的底部设有两个第三安装孔153，用于安装第三动力头组60。位于机架10顶部的三个第三安装孔153的轴线与基准线X之间的夹角分别为45°、90°、135°。位于机架10底部的两个第三安装孔153的轴线与基准线X之间的夹角分别为45°、135°。

图6是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床(不含排屑机构)的主视图。图7是本发明实施例中主轴、工作台以及油路保护套的立体结构示意图。图8是本发明实施例中主轴、工作台以及油路保护套的剖视图。

如图2以及图6～8所示，转动机构20具有主轴21、工作台22、轴承座23以及主轴驱动部件24。

主轴21沿水平方向延伸，可转动地穿设在机架10的主轴孔111中，并延伸至工作腔室 15内部。工作台22的中心固定安装在主轴21位于工作腔室15内的一端上，跟随主轴21一起进行转动。

工作台22的截面呈八边形，工作台22的轴线与主轴21的轴线重合。工作台22远离主轴21的端面设有工作台盖板221。工作台22的周沿设有八个夹具安装座222，在每个夹具安装座222上安装有用于夹持金属毛坯的夹具(图中未示出)。

在主轴21与机架10之间设有轴承座23，该轴承座23固定安装在工作台主轴安装孔111 内。在轴承座23与主轴21之间还设有第一轴承231以及第二轴承232。第一轴承231设置在主轴21远离工作台22的一侧，第二轴承232设置在主轴21靠近工作台22的一侧。主轴 21靠近工作台22的一侧端部的外圆周上设有第一油封233，用于防止润滑油渗漏。

主轴驱动部件24连接在主轴21远离工作台22的一端，为主轴驱动电机，用于驱动主轴21进行转动。在机床1对金属毛坯进行加工的过程中，主轴驱动电机驱动主轴21每次均转动45°，使得工作台22上的夹具与各个动力头相对应。

支撑机构30设置在工作台22远离主轴21的一侧，具有油路保护套31、油路保护套盖板32、油封壳33以及第二油封34。

油路保护套31整体呈筒状。油路保护套31的一端***工作台盖板221的中央位置处的安装孔中，另一端穿过油路保护套安装孔121固定连接在机架10上。油路保护套31与机架10固定连接的一端具有翻边，在该翻边上设有螺栓孔并通过螺栓与机架10固定连接。

油路保护套盖板32固定安装在油路保护套31远离工作台22的一端。

油路保护套31与机架10的油路保护套安装孔121的内壁之间设有油封壳33，油封壳 33的内壁与油路保护套31的外壁之间还设有两个第二油封34，用于防止润滑油渗漏。

图9是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床(不含排屑机构)的左视图。

如图9所示，为从机架10的左侧(用户面对进出料窗13时的左侧)观察机床1时的视图。在该图中未示出排屑机构70的相应结构。第一动力头组40中的各个动力头均设置在机架10的左侧。也就是说，第一动力头组40安装在第一安装侧部11内。

主轴21以及工作台22沿如图9所示的顺时针方向转动。也就是说，工作台22为立式工作台，可以绕水平轴进行水车式360°定位旋转。工作台22上与进出料窗13正对的夹具夹取由外部传送设备从进出料窗13输送进来的待加工的金属毛坯，然后主轴21带动工作台22每次转过45°后，使得工作台22上的夹具以及被夹具夹持的金属毛坯停在与各个动力头相对应的位置处，由对应的动力头对工作台22上夹具夹持的金属毛坯进行加工。

第一动力头组40中可以具有一至七个动力头。本实施例中，第一动力头组40中包含三个动力头，分别为第一单方向移动加工动力头41、第二单方向移动加工动力头42以及第一多方向移动加工动力头43。

第一单方向移动加工动力头41安装在位于如图9所示的工作台主轴安装孔111下方的第一安装孔112中，也就是说，第一单方向移动加工动力头41和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图9所示的顺时针方向的夹角为90°。

第二单方向移动加工动力头42安装在位于如图9所示的工作台主轴安装孔111左下方的第一安装孔112中，也就是说，第二单方向移动加工动力头42和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图9所示的顺时针方向的夹角为135°。

第一多方向移动加工动力头43安装在位于如图9所示的工作台主轴安装孔111右上方的第一安装孔112中，也就是说，第一多方向移动加工动力头43和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图9所示的顺时针方向的夹角为315°。

图10是本发明实施例中水车式多工位组合加工机床(不含排屑机构)的右视图。

如图10所示，为从机架10的右侧(用户面对进出料窗13时的右侧)观察机床1时的视图。在该图中未示出排屑机构70的相应结构。第二动力头组50中的各个动力头均设置在机架10的右侧，也就是说，第二动力头组50安装在第二安装侧部12内。

主轴21以及工作台22沿如10所示的逆时针方向转动。

第二动力头组50中可以具有一至七个动力头。本实施例中，第二动力头组50中包含三个动力头，分别为第三单方向移动加工动力头51、第四单方向移动加工动力头52以及第二多方向移动加工动力头53。

第三单方向移动加工动力头51安装在位于如图10所示的油路保护套安装孔121左下方的第二安装孔122中，也就是说，第三单方向移动加工动力头51和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图10所示的逆时针方向的夹角为45°。

第四单方向移动加工动力头52安装在位于如图10所示的油路保护套安装孔121右方的第二安装孔122中，也就是说，第四单方向移动加工动力头52和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图10所示的逆时针方向的夹角为180°。

第二多方向移动加工动力头53安装在位于如图10所示的油路保护套安装孔121左上方的第二安装孔122中，也就是说，第二多方向移动加工动力头53和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图10所示的逆时针方向的夹角为315°。

第三动力头组60中可以具有一至六个动力头。本实施例中，第三动力头组60中包含三个动力头，分别为第五单方向移动加工动力头61、第六单方向移动加工动力头62以及第三多方向移动加工动力头63。

第五单方向移动加工动力头61安装在位于如图9所示的工作台主轴安装孔111左下方的第三安装孔153中，也就是说，第五单方向移动加工动力头61和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图9所示的顺时针方向的夹角为135°。

第六单方向移动加工动力头62安装在位于如图9所示的工作台主轴安装孔111左上方的第三安装孔153中，也就是说，第六单方向移动加工动力头62和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图9所示的顺时针方向的夹角为225°。

第三多方向移动加工动力头63安装在位于如图9所示的工作台主轴安装孔111上方的第三安装孔153中，也就是说，第三多方向移动加工动力头63和主轴21的轴线之间的连线与基准线X之间沿图9所示的顺时针方向的夹角为270°。

当工作台22上的一个夹具位于与进出料窗13相对应的位置处时，该夹具上的金属毛坯处于第一工位，该第一工位既是上料工位，也是下料工位。主轴21带动工作台22依次转动 45°后分别使得这个夹具带动夹持的金属毛坯转动到对应的第二工位、第三工位、第四工位、第五工位、第六工位、第七工位以及第八工位。

第三单方向移动加工动力头51余第二工位相对应；第一单方向移动加工动力头41余第三工位相对应；第二单方向移动加工动力头42以及第五单方向移动加工动力头61与第四工位相对应；第四单方向移动加工动力头52与第五工位相对应；第六单方向移动加工动力头 62与第六工位相对应；第三多方向移动加工动力头63与第七工位相对应；第一多方向移动加工动力头43以及第二多方向移动加工动力头53与第八工位相对应。

在于第一工位相对应的位置处，还设有用于对夹具进行吹气清理的吹气机构(图中未示出)。

图11是本发明实施例中金属毛坯的示意图。

如图11所示，金属毛坯2-1具有朝向三个方向的圆筒部分，分别朝向如图所示的左侧、右侧以及上侧。金属毛坯2-1的左侧以及上册部分为实心结构，右侧具有一个向内的凹槽。

图18是本发明实施例中金属毛坯在第八工位完成加工后的示意图。

如图18所示，成品工件3为PPR球阀，具有与金属毛坯的三方向相对应的第一通道部、第二通道部以及第三通道部。

第一通道部的端面具有倒角、第一通道内壁以及环绕第一通道内壁的环形槽，第一通道部的外圆周面具有外螺纹。

第二通道部与第一通道部连通并且与第一通道部轴线平行，具有与从第二通道部的端面向成品工件的内部逐渐减小的内径相匹配的多道台阶式形状的第二通道内壁，第二通道部靠近其自身端面的一侧内壁上具有内螺纹。

第三通道部与第二通道部连通并且其轴线与第二通道部的轴线垂直，具有与从第三通道部的端面向成品工件的内部逐渐增大的内径相匹配的多道台阶式形状的第三通道内壁。

图19是本发明实施例中机床加工金属毛坯的动作工艺流程图。

如图19所示，本实施例中的机床1将如图11所示的金属毛坯2-1加工成对应的PPR球阀体的具体动作过程如下：

步骤S1，工作台22上的一个夹具位于第一工位，采用吹气机构对夹具进行吹气清理，然后进入步骤S2。

步骤S2，外部的上料设备将夹具通过进出料窗输送到该夹具相应的位置处，并采用该夹具夹持待加工的金属毛坯2-1，然后进入步骤S3。

此时，金属毛坯2-1还未进行任何加工，金属毛坯2-1的剖视图如图11所示。夹具从如图11的金属毛坯2-1的下方夹持金属毛坯2-1，并且使得金属毛坯2-1的左侧朝向第一安装侧部11，使得金属毛坯2-1的右侧朝向第二安装侧部12，金属毛坯2-1的上部朝向远离工作台22的轴向的方向。

步骤S3，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线转动45°使得夹具夹持的金属毛坯2-1到达第二工位，采用第三单方向移动加工动力头51对对金属毛坯2-1进行钻孔形成金属毛坯2-2，然后进入步骤S4。

图12是本发明实施例中金属毛坯在第二工位完成加工后的示意图。

金属毛坯2-1在第二工位完成加工后的结构如图12所示，形成了一个左右贯穿的孔洞 a。也就是说，第三单方向移动加工动力头51对金属毛坯2-1钻孔洞a后形成金属毛坯2-2。

步骤S4，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线再次转动45°使得在第二工位完成加工后的金属毛坯2-2到达第三工位，采用第一单方向移动加工动力头41对金属毛坯2-2进行粗搪孔、车外圆以及车端面形成金属毛坯2-3，然后进入步骤S5。

图13是本发明实施例中金属毛坯在第三工位完成加工后的示意图。

金属毛坯2-2在第三工位完成加工后的结构如图13所示，形成了与之前钻孔所形成的通孔不同内径的孔段b(即形成第一通道部的第一通道内壁)、光滑的端面c(即第一通道部的端面)以及被外圆周面d。也就是说，第一单方向移动加工动力头41对金属毛坯2-2粗搪孔形成孔段b、车端面形成端面c、车外圆形成外圆周面d，从而加工形成金属毛坯2-3。

步骤S5，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线再次转动45°使得在第三工位完成加工后的金属毛坯2-3到达第四工位，采用第二单方向移动加工动力头42对金属毛坯2-3进行搪孔、切槽以及倒角，并且采用第五单方向移动加工动力头61对金属毛坯2-3进行钻孔以及车端面，然后进入步骤S6。

图14是本发明实施例中金属毛坯在第四工位完成加工后的示意图。

金属毛坯2-3在第四工位完成加工后的结构如图14所示，形成了与之前所钻通孔相连通的孔洞h、光滑的上端面i(即第三通道部的上端面)、左侧端面上的环形槽f(即第一通道部的环形槽)、左侧端面与外圆周面之间的倒角e以及光滑的内孔段g(即第一通道部的第一通道内壁)，从而在加工完成后形成金属毛坯2-4。

步骤S6，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线再次转动45°使得在第四工位完成加工后的金属毛坯2-4到达第五工位，采用第四单方向移动加工动力头52对金属毛坯2-4进行搪孔和车端面，然后进入步骤S7。

图15是本发明实施例中金属毛坯在第五工位完成加工后的示意图。

金属毛坯2-4在第五工位完成加工后的结构如图15所示，第四单方向移动加工动力头 52对之前加工形成的通孔进行加工，形成了内径不同的各个部分j(即第二通道部的第二通道内壁)以及光滑的右侧端面k(即第二通道部的端面)，从而在加工完成后形成金属毛坯 2-5。

步骤S7，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线再次转动45°使得在第五工位完成加工后的金属毛坯2-5到达第六工位，采用第六单方向移动加工动力头62对金属毛坯2-5进行铰孔，然后进入步骤S8。

图16是本发明实施例中金属毛坯在第六工位完成加工后的示意图。

金属毛坯2-5在第六工位完成加工后的结构如图16所示，在与左右贯穿的通孔相连通的孔中形成了精度较高的内壁l，从而在加工完成后形成金属毛坯2-6。

步骤S8，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线再次转动45°使得在第六工位完成加工后的金属毛坯2-6到达第七工位，采用第三多方向移动加工动力头63对金属毛坯2-6进行内孔精拉槽，然后进入步骤S9。

图17是本发明实施例中金属毛坯在第七工位完成加工后的示意图。

金属毛坯2-6在第七工位完成加工后的结构如图17所示，在与左右贯穿的通孔相连通的孔洞的末端(靠近通孔的一端)形成了直径较大的一段结构m，进而形成了第三通道部的第三通道内壁，从而在加工完成后形成金属毛坯2-7。

步骤S9，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线再次转动45°使得在第七工位完成加工后的金属毛坯2-7到达第八工位，采用第一多方向移动加工动力头43以及第二多方向移动加工动力头53分别对金属毛坯2-7进行螺纹加工，然后进入步骤S10。

图18是本发明实施例中金属毛坯在第八工位完成加工后的示意图。

金属毛坯2-7在第八工位完成加工后的结构如图18所示，在金属毛坯的左侧外圆周面上加工形成了外螺纹n，在金属毛坯右侧的内壁上加工形成了内螺纹p，从而在加工完成后形成成品工件3。

步骤S10，主轴21带动工作台22绕主轴21的轴线再次转动45°使得在第八工位完成加工后的成品工件3回到第一工位，夹具松开成品工件3，并且用外部的下料设备对加工完成的成品工件进行下料，然后进入结束状态。

上述过程中，在加工形成第二通道内壁时，使用的是成型刀具进行加工的，也就是说，第二通道部内内径不同的部分为一次性加工成型。

图20是本发明实施例中单方向移动加工动力头的立体结构示意图。

如图20所示，单方向移动加工动力头靠近工作台22的一端安装有与对应的刀具，该刀具可以跟随单方向移动加工动力头一起沿主轴21的轴线方向靠近或远离金属毛坯，同时也可以跟随单方向移动加工动力头内部的动力头主轴一起进行高速转动。单方向移动加工动力头远离工作台22的一端设有两个电机，分别为转动驱动电机81以及进给驱动电机82。转动驱动电机81用于驱动动力头主轴进行转动；进给驱动电机82用于控制单方向移动加工动力头沿主轴21的轴线方向进行进给和后退运动。

图21是本发明实施例中多方向移动加工动力头的立体结构示意图。

如图21所示，多方向移动加工动力头靠近工作台22的一端安装有受多方向移动加工动力头内的拉杆控制进行变径的刀具，该刀具也可以跟随多方向移动加工动力头一起沿主轴 21的轴线方向靠近或远离金属毛坯，同时还可以跟随多方向移动加工动力头内部的动力头主轴一起进行高速转动。多方向移动加工动力头远离工作台22的一端设有三个电机，分别为转动驱动电机81、进给驱动电机82以及拉杆驱动电机83。转动驱动电机81用于驱动动力头主轴进行转动，从而使的多方向移动加工动力头前端(靠近工作台22的一端)的刀具转动进行切削；进给驱动电机82用于控制多方向移动加工动力头沿主轴21的轴线方向进行进给和后退运动，使得其上的刀具向靠近或远离金属毛坯的方向移动；拉杆驱动电机83用于驱动多方向移动加工动力头内部的拉杆进行移动，使得拉杆控制多方向移动加工动力头前端的刀具进行变径，从而进行拉槽或螺纹加工。

排屑机构70具有螺杆71、螺杆驱动部件72以及排屑机73。

螺杆71穿设在第一螺杆安装孔113以及第二螺杆安装孔124中。螺杆驱动部件72为螺杆驱动电机，安装在螺杆71的一端，位于第二安装侧部远离工作台22的一侧，用于驱动螺杆71进行转动。螺杆71的另一端延伸出第一安装侧部11至机架10的外部。

螺杆71的外圆周面上设有连续的螺旋叶片。动力头上的刀具对金属毛坯加工产生的金属屑掉落至工作腔室15的底部，进入螺旋叶片之间，螺杆71在螺杆驱动部件72的驱动下进行转动时，螺旋叶片转动会使得金属屑穿过第一螺杆安装孔113后被输送至机架10的外部，

如图2所示，排屑机73设置在机架10的第一安装侧部远离工作台22的一侧，排屑机73较低的一端设置在第一螺杆安装孔113的下方，在螺旋叶片的带动下穿过第一螺杆安装孔113后的金属屑后掉落至排屑机73中，再有排屑机73将金属屑输送至位于排屑机73较高的一端下方的金属屑收集容器(图中未示出)中。

实施例作用与效果

本实施例的水车式多工位组合加工机床，在工作台的左侧、右侧以及环绕工作台的方向上均设有多个动力头，可以在一台机床完成对多方向形状的成品工件所有加工工序，例如本实施例中将金属毛坯经过一次装夹即可加工成PPR球阀体，不需要额外的加工设备，减少了加工设备和人力成本。在加工过程中，仅通过夹具进行一次装夹，不会受到二次装夹所导致的加工误差影响，保证了加工的精度，提高了产品的合格率。

本实施例的水车式多工位组合加工机床，工作台的左侧、右侧以及环绕工作台的方向上分别设有第一动力头组、第二动力头组以及第三动力头组，第一动力头组中包含一个至七个动力头，第二动力头组包含一个至七个动力头，第三动力头组包含一个至六个动力头，动力头为单方向移动加工动力头或多方向移动加工动力头，通过单方向移动加工动力头可以对金属毛坯进行钻孔、搪孔、车削、倒角等，通过多方向移动加工动力头可以对金属毛坯进行拉槽和螺纹加工。根据所需加工的金属毛坯不同，根据加工所需要的工序在工作台的三个方向上设置不同数目的动力头，从而满足加工三方向成品工件的不同需求，提高机床的适应性。通过改变动力头的布置，可以实现多种成品工件类零件的加工，实现了加工功能的高度集中，适应于不同的成品工件产品加工。

本实施例的水车式多工位组合加工机床，在同一个工位可以设置一个、两个或三个动力头，分别从金属毛坯的三个方向对金属毛坯同时进行加工，也就是说，在同一个工位可以进行两道或多道工序，与每个工位仅由一个动力头进行加工相比，可以减少工位的总数，从而减少加工单个零件所需花费的时间，提高生产效率。

本实施例的水车式多工位组合加工机床，相邻两个工位与主轴轴线之间的夹角为45°，主轴带动工作台上的夹具和金属毛坯从一个工位转动到下一工位所转过的夹角也是45°，金属毛坯转动到每个工位所转过的角度是相同的，在工作台的周沿设有八个夹具，可以同时对八个金属毛坯同时进行加工，极大地提高了生产效率。

本实施例的水车式多工位组合加工机床，在夹具夹取金属毛坯之前，对夹具进行吹起清理，防止夹具在完成对上一个金属毛坯装夹加工时，有废料金属屑进入夹具内而导致加工的成品工件零件被磨损。

上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。

本实施例中，机架上与第一安装侧部以及第二安装侧部相邻的侧面上设有操作调试窗，在其他实施例中，该侧面也可以不设置操作调试窗，而设置一个第三安装孔，用于安装第三动力头组中的动力头，从而使得环绕工作台的方向上设有一共六个第三安装孔，最多可用于安装六个第三动力头组中的动力头。此时，可以在本实施例的机架的第一安装侧部上任意一个第一安装孔的位置处设有操作调试窗，以替代原有的第一安装孔，或在第二安装侧部上任意一个第二安装孔的位置处设有操作调试窗，以替代原有的第二安装孔。操作调试窗的具***置可以根据实际需求进行调整。

上述实施例中，成型刀具为与成品工件的部分外形相匹配的刀具，例如，成型刀具可以加工与不同内径相匹配的内壁形状，也就是说，可以加工多尺寸的内孔。在单方向移动加工动力头或多方向移动加工动力头上安装不同的成型刀具则可以加工不同成品工件的不同尺寸的结构。

Claims (9)

1.一种水车式多工位组合加工机床，用于一次性将多方向延伸形状的金属毛坯加工成所需的成品工件，其特征在于，至少包括：

机架；

主轴，沿水平方向延伸，可转动地安装在所述机架上；

主轴驱动部件，用于驱动所述主轴转动；

工作台，其中心固定安装在所述主轴上；

第一动力头组，固定安装在所述机架上，设置在所述工作台的一侧，具有至少一个与所述主轴平行的动力头；

第二动力头组，固定安装在所述机架上，设置在所述工作台的另一侧，具有至少一个与所述主轴平行的所述动力头；以及

第三动力头组，固定安装在所述机架上，沿所述工作台的周沿分布，具有至少一个与朝向所述工作台中心延伸的所述动力头，

其中，所述机架的一侧面设有与所述工作台的周沿相对的进出料窗，

所述工作台的周沿均布有与各个工位相对应的夹具，用于夹持待加工的所述金属毛坯。

2.根据权利要求1所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于：

其中，所述第一动力头组包含一个至七个动力头，

所述第二动力头组包含一个至七个动力头，

所述第三动力头组包含一个至六个动力头，

所述动力头为单方向移动加工动力头或多方向移动加工动力头。

3.根据权利要求2所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于：

其中，所述单方向移动加工动力头上安装的刀具仅沿所述单方向移动加工动力头的轴向进行移动，

所述多方向移动加工动力头上安装的刀具沿所述多方向移动加工动力头的轴向和径向进行移动。

4.根据权利要求2所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于：

其中，所述单方向移动加工动力头用于对所述金属毛坯进行钻孔、搪孔、车削、攻螺纹、铣面，

所述多方向移动加工动力头用于对所述金属毛坯进行钻孔、搪孔、车削、攻螺纹、铣面、拉槽以及车螺纹。

5.根据权利要求1所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于：

其中，所述机架上与所述主轴相对的位置处还固定安装有油路保护套，该油路保护套呈圆筒状，所述工作台可相对于所述油路保护套进行转动，

所述机架上与所述工作台的两个工作台面相对应的第一安装侧部以及第二安装侧部，

所述第一安装侧部具有工作台主轴安装孔，所述主轴穿过所述工作台主轴安装孔延伸至所述机架内，

所述第二安装侧部具有油路保护套安装孔，所述油路保护套固定安装在所述油路保护套安装孔中。

6.根据权利要求5所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于：

其中，所述第一安装平面还具有环绕所述工作台主轴安装孔的用于安装所述第一动力头组中的所述动力头的七个第一安装孔，

所述第二安装侧部还具有环绕所述油路保护套安装孔的七个用于安装所述第二动力头组中的所述动力头的第二安装孔，

所述机架的顶部和底部分别设有三个和两个第三安装孔，用于安装所述第三动力头组中的所述动力头，

所述机架的顶部的三个所述第三安装孔中位于中间的所述第三安装孔沿竖直方向设置，另外两个所述第三安装孔的轴线分别与水平面的夹角为45°，

所述机架底部的两个所述第三安装孔的轴线与水平面的夹角为45°。

7.根据权利要求6所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于：

其中，待加工的所述成品工件为PPR球阀，具有与所述金属毛坯的多方向相对应的第一通道部、第二通道部以及第三通道部，

所述第一通道部的端面具有倒角、第一通道内壁以及环绕所述第一通道内壁的环形槽，所述第一通道部的外圆周面具有外螺纹，

所述第二通道部与第一通道部连通并且与所述第一通道部轴线平行，具有与从所述第二通道部的端面向所述成品工件的内部逐渐减小的内径相匹配的多道台阶式形状的第二通道内壁，所述第二通道部靠近其自身端面的一侧内壁上具有内螺纹，

所述第三通道部与所述第二通道部连通并且其轴线与所述第二通道部的轴线垂直，具有与从所述第三通道部的端面向所述成品工件的内部逐渐增大的内径相匹配的多道台阶式形状的第三通道内壁，

所述工作台的中心到所述机架具有所述进出料窗的一侧面的垂线为基准线，

所述动力头组件包括：

第一单方向移动加工动力头、第二单方向移动加工动力头以及第一多方向移动加工动力头，安装在对应的所述第一安装孔中，所述第一单方向移动加工动力头、所述第二单方向移动加工动力头以及所述第一多方向移动加工动力头到所述主轴之间的连线与所述基准线之间沿所述主轴转动方向的夹角依次为0°、135°、225°，用于对所述金属毛坯进行加工分别形成所述第一通道部的所述倒角、所述第一通道内壁、所述环形槽以及所述外螺纹，

第三单方向移动加工动力头、第四单方向移动加工动力头以及第二多方向移动加工动力头，安装在对应的所述第二安装孔中，所述第三单方向移动加工动力头、所述第四单方向移动加工动力头以及所述第二多方向移动加工动力头到所述主轴之间的连线与所述基准线之间沿所述主轴转动方向的夹角依次为45°、90°、225°，用于对所述金属毛坯进行加工分别形成所述第二通道部的所述第二通道内壁以及所述内螺纹，

第五单方向移动加工动力头、第六单方向移动加工动力头以及第三多方向移动加工动力头，安装在对应的所述第三安装孔中，所述第五单方向移动加工动力头、所述第六单方向移动加工动力头以及所述第三多方向移动加工动力头到所述主轴之间的连线与所述基准线之间沿所述主轴转动方向的夹角依次为45°、270°以及315°，用于对所述金属毛坯进行加工分别形成所述第三通道部的所述第三通道内壁。

8.根据权利要求1所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于：

其中，所述机架上与所述进出料窗相对的一侧面上设有操作调试窗。

9.根据权利要求1所述的水车式多工位组合加工机床，其特征在于，还包括：

排屑机构，用于收集所述动力头对所述金属毛坯进行加工的过程中产生的金属屑，

所述排屑机构具有螺杆、螺杆驱动部件以及排屑机，

所述机架底部具有与所述主轴相平行的排屑槽，该排屑槽位于所述工作台的下方，

所述螺杆具有螺旋叶片，设置在所述排屑槽中，沿平行于所述主轴的方向延伸，

所述螺杆驱动部件连接在所述螺杆的端部，用于驱动所述螺杆进行转动，

所述排屑机设置在所述机架的一侧，具有与所述排屑槽的端口相连通的收集口，用于收集所述金属屑。

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